電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態預警方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力技術領域，具體涉及一種電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態預警方法和系統。
【背景技術】
[0002]電氣化鐵路的供電線路上大量使用高壓絕緣子，高壓絕緣子工作狀態的好壞直接關系到鐵路運營的安全問題。高壓絕緣子的工作狀態一般有四個階段:第一，絕緣子表面積污階段，該階段絕緣子泄漏電流以工頻為主，幅值小于1mA以下，對于有損壞的絕緣子，如:零值絕緣子和有裂縫的絕緣子，在該階段會有高頻電暈脈沖出現；第二，絕緣子表面濕潤階段，該階段中絕緣子表面積污層吸收水分，絕緣電阻減少，泄漏電流迅速增大，絕緣子運行狀態變壞；第三，絕緣子表面產生局部放電階段，在潮濕環境中，絕緣子表面積污層受潮，泄漏電流繼續增大，并對積污層進行烘干形成干燥帶，引起絕緣子承受電壓的重新分配，干燥帶承受很高電壓，形成輝光放電；第四，閃絡階段，該階段中絕緣子表面的干燥帶擴大，局部電弧拉長，污層阻值減小，泄漏電流增大，局部電弧壓降不斷降低，發展為閃絡，嚴重時引起重大事故。
[0003]目前，國內外動態監測絕緣子工作狀態大多采用監測絕緣子泄漏電流的辦法進行。例如，通過采集運行電壓下絕緣子泄漏電流的最大脈沖幅值，來判斷絕緣子的工作狀態。但是，由于絕緣子泄漏電流從小到大直到發展為閃絡，有一個過程，在這個過程中影響泄露電流的大小除了絕緣子本身好壞、電壓等級、天氣狀況和絕緣子污穢程度這四大因素夕卜，還有其他很多隨機因素，難以用一個統一的標準或閾值進行預測。例如，對于比較潮濕的珠三角地區，普通情況下，泄漏電流小于650uA，絕緣子表面無任何爬電；泄漏電流大于1mA時，絕緣子表面明顯跳火；泄漏電流大于2mA時串弧間斷維持，但這此數據對于干燥地區，卻極其不準確。綜上所述，采用監測絕緣子泄漏電流的大小無法使用統一閥值判斷絕緣子工作狀態，無法很好的對高壓絕緣子的運行狀態進行安全預警。
【發明內容】
[0004]因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中的監測絕緣子泄漏電流的大小無法很好的對高壓絕緣子的運行狀態進行安全預警的缺陷，從而提供一種電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態預警方法和系統。
[0005]為此，本發明的技術方案如下:
[0006]一種電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態預警方法，包括如下步驟:
[0007]對絕緣子泄露電流進行采樣，得到絕緣子泄露電流的采樣數據；
[0008]根據所述采樣數據得到所述絕緣子泄露電流的低頻脈沖的頻譜；
[0009]根據所述采樣數據得到所述絕緣子泄露電流的高頻脈沖的尺度穿越率；
[0010]根據所述頻譜與所述尺度穿越率還原所述泄露電流的脈沖形態；
[0011 ] 根據所述脈沖形態判斷絕緣子對應的工作狀態。
[0012]優選地，所述根據所述脈沖形態判斷絕緣子對應的工作狀態的步驟具體包括:
[0013]當所述脈沖形態為正弦的工頻泄露電流時，判斷工頻泄露電流最大值時是否出現尖峰脈沖，是則所述絕緣子對應的工作狀態為絕緣子表面濕潤階段，否則所述絕緣子對應的工作狀態為安全工作區；
[0014]當所述脈沖形態為三角波時，則所述絕緣子對應的工作狀態為絕緣子表面產生局部放電階段；
[0015]當所述脈沖形態為無規則無零休時，則所述絕緣子對應的工作狀態為閃絡階段。
[0016]優選地所述的方法，還包括:比較同一個絕緣子在不同時刻的所述脈沖形態，獲取所述絕緣子的脈沖形態的變化，預測該絕緣子變壞的速度。
[0017]優選地所述的方法，還包括:對相同地區相同批次的不同絕緣子在同一時刻的所述脈沖形態進行比較，以查找有缺陷的絕緣子。
[0018]優選地，當多個絕緣子由一條接地線連接共同接地時，則通過如下方式獲得每個絕緣子的泄露電流的采樣數據:
[0019]在每個絕緣子的進地端對泄露電流進行采樣；
[0020]將所述采樣數據兩兩相減，得到每個絕緣子的泄露電流的采樣數據。
[0021]優選地所述的方法，還包括采集絕緣子泄露電流的最大幅值并判斷所述最大幅值是否超過預設閾值，若是則開始對絕緣子泄露電流進行采樣。
[0022]一種電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態預警系統，包括:
[0023]采集部件，與絕緣子連接，用于對絕緣子泄露電流進行采樣，得到絕緣子泄露電流的采樣數據；
[0024]采集端數據處理部件，用于根據所述采樣數據得到所述絕緣子泄露電流的低頻脈沖的頻譜，并根據所述采樣數據得到所述絕緣子泄露電流的高頻脈沖的尺度穿越率；
[0025]傳輸部件，用于發送所述頻譜與所述尺度穿越率至服務器(4);
[0026]服務器，用于根據接收到的所述頻譜與所述尺度穿越率還原所述泄露電流的脈沖形態；并用于根據所述脈沖形態判斷絕緣子對應的工作狀態。
[0027]優選地，所述服務器根據所述脈沖形態判斷絕緣子對應的工作狀態的過程具體包括:
[0028]當所述脈沖形態為正弦的工頻泄露電流時，判斷工頻泄露電流最大值時是否出現尖峰脈沖，是則所述絕緣子對應的工作狀態為絕緣子表面濕潤階段，否則所述絕緣子對應的工作狀態為安全工作區；
[0029]當所述脈沖形態為三角波時，則所述絕緣子對應的工作狀態為絕緣子表面產生局部放電階段；
[0030]當所述脈沖形態為無規則無零休時，則所述絕緣子對應的工作狀態為閃絡階段。
[0031]優選地，所述服務器還用于比較同一個絕緣子在不同時刻的所述脈沖形態，獲取所述絕緣子的脈沖形態的變化，預測該絕緣子變壞的速度；
[0032]還用于對相同地區相同批次的不同絕緣子在同一時刻的所述脈沖形態進行比較，以查找有缺陷的絕緣子。
[0033]優選地，當多個絕緣子由一條接地線連接共同接地時，則通過如下方式獲得每個絕緣子的泄露電流的采樣數據:
[0034]在每個絕緣子的進地端上安裝所述采集部件對泄露電流進行采樣；
[0035]所述采集端數據處理部件將每個所述采集部件采集到的所述采樣數據兩兩相減，得到每個絕緣子的泄露電流的采樣數據。
[0036]本發明技術方案，具有如下優點:
[0037]1.本發明提供的電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態預警方法和系統，通過絕緣子泄露電流的低頻脈沖中的頻譜和高頻脈沖的尺度穿越率還原泄露電流的脈沖形態，并根據脈沖形態判斷絕緣子對應的工作狀態。由于絕緣子在整個工作周期內，泄露電流的形態是有一定的規律可循的，該方法和系統便從泄露電流頻譜形態學的特點判定絕緣子的工作狀態，不再是現有技術中通過設置絕緣子泄漏電流大小的一個閾值來判斷，使得該方法和系統能適用于各個不同的環境，且準確便于使用。
[0038]2.本發明提供的電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態預警方法和系統，通過比較同一個絕緣子在不同時刻的脈沖形態，獲取絕緣子的脈沖形態的變化，預測該絕緣子變壞的速度。由于絕緣子如果在工作周期內變壞，則會表現在泄露電流的脈沖形態上，若當前時刻和上一時刻比，脈沖形態發生了較大的變化，則說明給絕緣子正在迅速變壞，如果發生這種情況，則需要對當前絕緣子進行預警。
[0039]3.本發明提供的電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態預警方法和系統，通過對相同地區相同批次的不同絕緣子在同一時刻的脈沖形態進行比較，以查找有缺陷的絕緣子。由于不同的絕緣子的地區、批次和時刻均相同，則可以理解為不同絕緣子的外界環境是一樣，根據單一變量原則，如果有某個絕緣子的脈沖形態與其他絕緣子不同，則可以說明該絕緣子自身可能是有缺陷的，從而達到查找有缺陷的絕緣子的目的，簡單易行。
[0040]4.本發明提供的電氣鐵路高壓絕緣子工作狀態預警方法，還包括采集絕緣子泄露電流的最大幅值并判斷最大幅值是否超過預設閾值，若是則開始對絕緣子泄露電流進行采樣。因為絕緣子只有在最大幅值超過某閾值時，才可能發生工作狀態開始變壞的問題，則如此設置有利于節約能耗，且減輕了數據處理量。
【附圖說明】
[0041]為了更清楚